Многоканальный тензопреобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 G01R17/10 

i Изобретение относится к тензометри, в частности к многоканальным тен зостанциям с временным уплотнением каналов. Известен тензопреобразователь, со держащий два источника питания, две группы тензорезисторов, одни выходы тензорезисторов каждой из групп соединены вместе, образуя общие точки, коммутатор, соединяющий другие выход тензорезисторов с земляной шиной и суммирущий операционный усилитель l . Недостатком известного устройства является то, что в данном устройстве влияние на погрешность преобразования оказывает нестабильность сопротивлений резисторов, включенных на входе операционного усилителя. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту явля ется многоканальный тензопреобразова тель, содержащий-источник питания, два коммутатора, один из которых соединен с источником питания, две группы тензорезисторов, включенных между коммутаторами, блок переключения, соединенный с выходами второго коммутатора, и суммирующий усилитель, соединенный с выходами блока переключения -. Недостатком известного устройства является непостоянство сопротивления ключей, входящих в блок переключения, обусловленное изменением условий эксплуатации (например, изменением температуры окружающей среды), что приводит к погрешности преобразования. Цель изобретения - уменьшение погрешности преобразования. Это достигается тем, что тензопреобразователь снабжен двумя операционными усилителями, неинвертирующие входы которых соединены с выходами блока переключения, а выходы с входами суммирующего усилителя и с инвертирующим входом каждого усилителя. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого тензопреобразователя. Она содержит источник 1 питания, к двум выходам которого через коммутатор 2 подключены две группы тензорезисторов 3 и i, причем тензорезисторы группы 3 подкломены к первому выходу, а тензорезисторы группы А ко EfTopOMy выходу, коммутатор 5, через который тензорезисторы группы 3 подключены к первому входу блока 6 переключения, состоящего из ключей 7 1 О , а тензорезисторы группы ко второму входу блока 6 Выходы |блока 6 переключения соединены с неинвертируюи ими входами операционных усилителей 11 и 12. Выходы усилителей 11 и 12 соединены со входами суммирующего усилителя 13, выполненного на резисторах и усилителе 17 тока, тензопреобразователь содержит также хронизатор 18 Тензопреобразователь работает следующим образом. Под воздействием управляющих сигналов с выходов А и А хронизатора 18 источник 1 питания вырабатывает две последовательности биполярных импульсов тока. Полярность импул сов на выходе С обратна полярности импульсов тока на выходе С источника питания 1. Через коммутатор 2, уп равляемый сигнала.им с выходов В.,.. BI,-, хронизатора 18. выход С источника 1 питания, подключен к одному из тензорезисторов группы 3, а выход Сл - к одному из тензорезисторов гру пы -t, Сигналы с тензорезисторов групп 3 и через коммутатор 5 УП равляемый, как и, коммутатор 2 сигналами с выходов В , ..,, В хронизатора 18, поступают на входы блока переключения 6. В момент действия импульса с выхода Л хронизатора 18 ключи 7 и 9 открыты и тензорезисторы группы 3 подключены ко входу операционного усилителя 11, а тензорезис торы группы 4 - ко входу операционного усилителя 12. В момент действи импульса с выхода / хронизатора 18 открыт ключ 9 и 10 и тензорезисторы группы 3 подключаются ко входу операционного усилителя 12, а тензорезисторы группы - ко входу операционного усилителя 11. Сигналы с вы ходов усилителей 11 и 12 поступают на входы суммирующего операционного усилителя 13 (резисторы 15 и 16), На первом входе (резистор 14)присутствует сигнал И. IR, а на втором (резистор 15) сигнал R- При равенстве R сопротивлений тензорезисторов групп 3 и сигнал на выходе усилителя 13 равен нулю. При изменении сопротивления тензорезистора одной из групп, например группы 3, под действием деформации на величину uR, на выходе усилителя 13 появляется полезный сигнал разбаланса: Up-Ii R , Н) Полянорность сигнала разбаланса в момент действия управляющего сигнала А. обратна полярности разбаланса в момент действия управляющего сигнала А,, т.е. имеем биполярнодискретизированный выходной сигнал, амплитуда которого равна U-2TAR U) Погрешность, обусловленная неидентичностью характеристик ключей коммутатора каналов 5, оценивается выражением 1 к лр OD изменение разности сопрогде ДГ| тивлений ключей коммутатора 5) включающих активный и компенсационный тензорезисторы соответствующего канала , ™ «. относительное изменение R сопротивления тензорезистора (датчика)под действием деформацииJ входное сопроивление операционного усилителя 11, а погрешность от изменения сопротивления ключей блока переключения 6 оценивается выражением: 2/v.y ffR R (4) где л г изменение разности сопротивлений ключей, входящих в блок переключения 6. Выражения (З) и () показывают, что данный многоканальный тензопреобразователь обеспечивает погрешность преобразования на 1-2 порядка меньше, чем в известных тензопреобразователях даже без специального подбора ключей по минимальному значению дг и д.г, что, в свою очередь, увели чивает идентичность характеристик преобразования отдельных каналов ме ду собой. Формула изобретения Многоканальный тензопреобразователь, содержащий источник питания, два коммутатора, один из которых соединен с источником питания, две группы тензорезисторов, включенных между коммутаторами, блок переключения,соединенный с выходами второго коммутатора, и суммирующий усилител 04 отличающийся тем, что, с целью уменьшения.погрешности преобразования, он снабжен двумя операционными усилителями, неинвертирующие входы которых соединены с выходами блока переключения, а выходы - с входами суммирующего усилителя и с инвертирующим входом каждого усилителя . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 514252, кл. G 01 R 27/00, 197. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2073812/28, кл. G 01 В 7/16, 197 (.прототип).

b7|J